光学表面分析仪的信号采集与处理系统研究

• 作 者: 何兵
• 机 构: 哈尔滨工业大学
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 光学表面分析仪 信号采集 信息处理系统 MATLAB编制

光机电一体化技术是指将光学、机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。光学技术与机电技术相结合，使光学检测更加快速、准确、直观，促进了光学表面检测技术的应用与发展。　　本文设计的多通道光学检测仪，应用光机电一体化技术，将多种光学表面检测方法集成于一体。通过对光路的改进，并结合传统机电一体化中的传感系统和信息处理系统，使该仪器能够同时处理多种不同类型的缺陷，而这正是其他检测仪器所不能实现的。该检测仪利用多通道光学系统、数据采集传输系统，以及分析处理软件，自动检测样品参数及缺陷情况，实现了一机多用，大大提高了检测效率。论文的主要研究内容包括以下几个方面：　　首先设计了整体的光学系统，它将偏振光椭圆率测量、反射测量、干涉测量三种方法集成于一体，通过软件算法上的改进，提高了检测精度，通过实验验证了光学系统的可行性。　　其次，从光机电一体化的角度出发，设计了系统的数据采集传输部分。利用光电传感器，将样品表面的光学信息有效的转换为电信号；利用设计的数据传输部分，实现了数据的高速传输和实时控制。基于USB接口的CMOS图象采集传输系统的设计应用保证了数据准确获取，通过软件调用底层函数实现了对硬件设备的自动化控制，将光学系统与软件处理系统有机的结合在一起。　　最后，结合所设计的数据采集传输系统和光学系统，完成了应用软件的开发。该软件实现了人机交互、数据采集、系统控制和结果分析的功能，通过界面操作可以快速便捷的控制数据的传输、实现各通道的切换、调整采集模式和参数，保证了数据采集的准确性;；通过调用DLL函数，利用MATLAB编制的程序对数据进行处理，使得整机更加的智能化和自动化，从而实现了多通道的光学表面检测分析。